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DDSSN007-「彗星探测任务(II)」

已有 2493 次阅读 2015-5-27 13:02 |系统分类:科普集锦|关键词:学者

(承前文)俗话说,外行看热闹,内行看门道。这次任务的圆满成功,你说是创举也罢,是完成一项令人窒息的不可能任务也罢,你不得不佩服太空探测科技的突飞猛进,以及科学家们的意志力、决断力和团队精神。首先,我们知道,除了高风险外,所有太空探测任务都是高难度的。就其「难度(difficulty)」而言,可概分为三个等级:(1)若只是发射卫星,飞越(flyby)一个探测标的物(如月球、火星等不同天体),进行远距拍摄或分析,仅属「困难(difficult)」等级;(2)若要让卫星准确切入该标的物的轨道运行,甚至进行登陆探测,则属「非常困难(very difficult)」等级(因为,若稍有差错,要不就被弹脱消逝于天穹中或是直接坠毁);(3)但要能登陆在一体积小而又高速旋转移动的标的物上,则属于「不可思议的困难(ridiculously difficult)」。

显而易见,此次「Rosetta 彗星登陆任务」的困难度,当属于最后一类,因为过去我们熟知的太空探测载具,都是降落在个体硕大的天体上(如月球或火星),从来没有如此次「Philae」必须精准的降落在一大小仅有 4 x 1.2 公里(因此其引力几乎是不存在的),两端突出不一,中间凹陷,形如唖铃(图见 http://sci.esa.int/rosetta/54472-comet-67p-on-3-august-2014/ creditESA),且以每小时  64,000 公里移动(也同时旋转)的慧星上,也就是因为这种高难度,它才被视为人类太空探测史上,迄今最为傲人的成就。另外,要提醒读者的是,为了让我们肉眼能更清晰辨识它的外貎,该影像已经人工色相处理,因它表面只能反射 4% 的光线,实际看起来应是像木炭般的𣸑黒色。其次, Rosetta 上传感器的初步侦测结果显示,它闻起来夹杂着腐蛋、酒精、马尿和杏仁的味道。由于目前此慧星依其运行轨道,朝太阳方向前进,因此其冰冻的水开始升华,也夹杂着其他碎石和尘埃,如同喷泉般由其表面逸出,蔚为奇观http://www.columbiamissourian.com/a/184159/rosetta-space-probe-hints-at-key-to-life-on-comets-core/

此图(http://k30.kn3.net/taringa/0/A/3/8/B/A/hieloyfuego/290.jpg)则是有关此次探测任务中,「Philae」小艇脱离「Rosetta」卫星后,着陆于「67P/C-G」彗星表面的完整流程说明,其中各个环节每每都是摄人心弦,例如在登陆小艇和卫星分离前 12 小时,才下达了五个是否分离的选项指令,因为此时卫星已趋近慧星上空约 10 公里处,所有传回慧星表面的图像,显示比原先设想的地形还要崎岖,直到格林威治时间 12 日上午 9 03 分,控制中心的科学家才下达决定分离的指令。接下来就是所谓的「恐怖七小时(terror of 7 hours)」,让「Philae」登陆小艇,在无任何推进器的助力下,自行以每秒约 1 公尺的速度,缓慢下降并选取着陆㸃。其中最大的不确定性在于,慧星仍在不停旋转移动中,任何其表面的瞬间变化,完全无法事先预期,何况,由于其距地球太远,其着陆后传回的影像,需时约 28 分钟后才能被我们接收到,若要下达新的指令,来回往返就迟缓了一小时。至于其整个模拟过程,读者可㸃入以下网站(https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=W8bVOGN9jSg)观赏。

 其次,依原先的任务规划,「Philae」探测小艇的登陆地㸃(命名为 Agilkia)位在慧星右侧约一百公尺见方的平坦处,为周全起见,该任务也规划了另一备用地㸃。果不其然,虽然「Philae」还是安然成功登陆在彗星上,但是其传回来的第一个讯息显示,它的着陆喷射器因为无法适时启动,「Philae」着陆后弹跳了两次,偏离了其原先设定的着陆位置,由于该位置为一陡坡,其三个支架中只有两个能支撑在地面,另外最麻烦的是,此斜坡正好遮挡了太阳的光线(即背光面,请注意「Philae」是朝太阳方向飞去,因此这个背光情况难期会有太多改善),使得其上的太阳能板无法进行充电。另外,限于电池寿命,Philae」登陆小艇的电力最多只能维持 64 小时之运作,这时科学家们只能希望,它能尽快完成原先规划的既定探测任务。(待续)




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